用轉(zhuǎn)染了鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ZnT9(綠色)的HEZ293細(xì)胞進(jìn)行超分辨率STED顯微成像，證明部分轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白位于線粒體中。索瓦上留品紅色表示線粒體蛋白TOM 20，遺傳白色表示定位于線粒體。基因精神健康記信用:uux.cn/魯本·維森特。下印
（神秘的丹尼地球uux.cn）據(jù)巴塞羅那龐貝法布拉大學(xué)：現(xiàn)代人類在大約6萬(wàn)年前離開(kāi)了非洲，這一事件被稱為“走出非洲”在亞洲，索瓦上留他們與丹尼索瓦人相遇，遺傳這種相遇可能導(dǎo)致對(duì)抗和合作，基因精神健康記但也導(dǎo)致各種雜交。下印事實(shí)上，丹尼現(xiàn)代人在我們的索瓦上留基因組中保留了丹尼索瓦人起源的遺傳變異，這證明了那些最初的遺傳相互作用。
現(xiàn)在，基因精神健康記一個(gè)由進(jìn)化生物學(xué)研究所(IBE)、下印西班牙國(guó)家研究委員會(huì)(CSIC)和龐貝·法布拉大學(xué)(UPF)的聯(lián)合中心以及UPF醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)部(MELIS)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)確定了現(xiàn)代人類中滅絕的丹尼索瓦人遺傳遺產(chǎn)的最廣泛的痕跡之一。
IBE首席研究員埃琳娜·博施(Elena Bosch)和梅利斯-UPF首席研究員魯本·維森特(Rubén Vicente)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這種基因適應(yīng)有助于智人的祖先群體適應(yīng)寒冷。觀察到的變異體，參與鋅的調(diào)節(jié)，并在細(xì)胞代謝中發(fā)揮作用，也可能使現(xiàn)代人容易患精神疾病，如抑郁癥或精神分裂癥。
鋅調(diào)節(jié)的遺傳變異可能意味著一種進(jìn)化優(yōu)勢(shì)
在進(jìn)化遺傳學(xué)中，適應(yīng)如何塑造了人類群體的遺傳多樣性是一個(gè)非常有趣的問(wèn)題。
從這個(gè)問(wèn)題出發(fā)，Elena Bosch的團(tuán)隊(duì)在我們基因組的一個(gè)區(qū)域中的當(dāng)前人類群體中發(fā)現(xiàn)了一種適應(yīng)性變異，這種變異與滅絕的祖先群體丹尼索瓦人的基因組非常相似。
“通過(guò)基因組分析，我們注意到觀察到的遺傳變異來(lái)自于我們過(guò)去與古人類的雜交，可能是丹尼索瓦人，”該研究的第一作者之一Ana Roca-Umbert說(shuō)。該小組已經(jīng)排除了尼安德特人的遺傳，因?yàn)檫@些人群沒(méi)有這種突變。
“顯然，這種變化是有益的，并證明了人類的選擇性優(yōu)勢(shì)。因此，SLC30A9基因的這種變異被選中，并傳播到了目前的人群中，”該研究的第一作者之一喬治·加西亞-卡萊賈補(bǔ)充道。
由Bosch指導(dǎo)的進(jìn)化群體遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室希望在細(xì)胞水平上發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人起源的這種遺傳變異帶來(lái)了什么變化。“我們發(fā)現(xiàn)這種突變肯定對(duì)細(xì)胞內(nèi)鋅的運(yùn)輸有影響，所以我們聯(lián)系了Vicente的團(tuán)隊(duì)，”IBE首席研究員兼該研究的共同負(fù)責(zé)人Elena Bosch回憶道。

SLC30A9基因置換在當(dāng)前人群中的地理分布和丹尼索瓦人基因滲入的可能情況。SLC30A9祖先對(duì)應(yīng)于丹尼索瓦人和智人雜交之前的基因版本。SLC30A9變體是指與丹尼索瓦人共用的版本。致謝:uux.cn/喬治·加西亞和埃琳娜·博施。根據(jù)知識(shí)共享4.0許可。在mapchart中創(chuàng)建。
鋅調(diào)節(jié):適應(yīng)寒冷的關(guān)鍵
“埃琳娜聯(lián)系了我，因?yàn)樗膱F(tuán)隊(duì)已經(jīng)觀察到鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中的一種氨基酸發(fā)生了變化，這種變化在今天的非洲和亞洲人群中非常不同。從那時(shí)起，我們開(kāi)始問(wèn)自己?jiǎn)栴}并尋找答案，”Rubén Vicente評(píng)論道。他的團(tuán)隊(duì)在分子生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室免疫系統(tǒng)組的生物物理學(xué)中，承擔(dān)了研究細(xì)胞內(nèi)鋅移動(dòng)的技術(shù)挑戰(zhàn)。
鋅是人體健康必需的微量元素，是一種重要的信使，它將信息從細(xì)胞外傳遞到細(xì)胞內(nèi)，并在不同的細(xì)胞區(qū)室之間傳遞。缺乏鋅會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)、神經(jīng)和免疫紊亂，盡管“由于缺乏跟蹤鋅流動(dòng)的分子工具，對(duì)其調(diào)節(jié)的研究仍然很少。”
文森特的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，觀察到的變異導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)新的鋅平衡，促進(jìn)新陳代謝的變化。通過(guò)改變細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體，這種變異導(dǎo)致了應(yīng)對(duì)惡劣氣候的可能代謝優(yōu)勢(shì)。“觀察到的表現(xiàn)型讓我們想到了對(duì)寒冷的一種可能的適應(yīng)，”Vicente說(shuō)。
丹尼索瓦人的遺傳基因可能會(huì)影響歐洲和亞洲人口的心理健康
鋅的運(yùn)輸還涉及神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，并在人們的精神平衡和健康中發(fā)揮作用。
研究小組指出，在這種鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中發(fā)現(xiàn)的變體，在身體的所有組織中都有表達(dá)，與患某些精神疾病的更大傾向有關(guān)。這些疾病包括神經(jīng)性厭食癥、多動(dòng)癥、自閉癥譜系障礙、雙相情感障礙、抑郁癥、強(qiáng)迫癥和精神分裂癥。
“在未來(lái)，將這項(xiàng)研究擴(kuò)展到動(dòng)物模型可能會(huì)揭示這種患精神疾病的傾向，”Vicente指出。
這種基因變異已經(jīng)在全球留下了印記，除了在非洲
盡管這種變異是丹尼索瓦人和智人雜交的結(jié)果，但它也傳播到了歐洲和美洲土著人口中。事實(shí)上，它存在于全球各地的人群中，盡管就非洲人群而言，它的發(fā)生率要低得多。
研究小組指出，這可能是丹尼索瓦人迄今為止發(fā)現(xiàn)的地理范圍最大的遺傳適應(yīng)。“例如，從丹尼索瓦人那里繼承的EPAS1基因的一個(gè)變體允許適應(yīng)高海拔的生活，但只在西藏人身上發(fā)現(xiàn)。然而，在我們的案例中，這種影響擴(kuò)展到了非洲以外的所有人群，”Bosch總結(jié)道。
這項(xiàng)工作發(fā)表在《公共科學(xué)圖書(shū)館遺傳學(xué)》雜志上。

(責(zé)任編輯：綜合)